Agua cruda

El agua cruda es agua que se encuentra en el medio ambiente y que no ha sido tratada y a la que no se le han eliminado ninguno de sus minerales, iones, partículas, bacterias o parásitos. El agua cruda incluye el agua de lluvia , el agua subterránea , el agua de pozos de infiltración y el agua de cuerpos como lagos y ríos .

El agua cruda no suele ser apta para el consumo humano debido a la presencia de contaminantes. Un problema de salud importante en algunos países en desarrollo es el uso de agua cruda para beber y cocinar. ^[1]

Sin tratamiento, el agua cruda se puede utilizar para riego , construcción o limpieza. ^[2] Los agricultores la utilizan para regar sus cultivos y dársela de beber al ganado , almacenándola en lagos o embalses artificiales durante largos períodos de tiempo. Las industrias de la construcción pueden utilizar agua cruda para fabricar cemento o para humedecer caminos sin pavimentar para evitar que se levante polvo. El agua cruda también se puede utilizar para tirar de la cadena de inodoros y lavar automóviles, así como para cualquier otro propósito que no requiera que sea consumida por humanos. El agua en esta forma se considera cruda, a diferencia del agua que ha sido tratada antes del consumo, como el agua potable o el agua que se ha utilizado en un proceso industrial, como las aguas residuales .

La descarga con agua cruda es un método de conservación de agua en el que se utiliza agua cruda para los inodoros.

La composición del agua cruda es naturalmente variable, pero comúnmente contiene uno o más de los siguientes contaminantes significativos, en forma de iones disueltos, partículas y organismos vivos: ^[3]

• Ácido húmico y otros ácidos complejos, producidos por la descomposición de las plantas. Están presentes en la turba y el suelo y pueden provocar decoloración y sabor metálico en el agua.
• Minerales que endurecen el agua . Los más comunes son los carbonatos de calcio y magnesio.
• Partículas de arcilla y limo .
• Bacterias patógenas , virus , protozoos y sus quistes. ( enfermedades transmitidas por el agua )
• Sal , que hace que el agua sea salobre , teniendo más salinidad que el agua dulce, pero no tanta como el agua de mar.

Otros contaminantes del agua cruda menos comunes incluyen:

• Partículas radiactivas naturales . ^[4]
• Los ácidos alquílicos perfluorados, como el ácido perfluorooctanoico , son un grupo de contaminantes que se han encontrado en aguas residuales en toda Europa . ^[5] Existe la preocupación de que estos productos químicos puedan contaminar fuentes de agua cruda que se utilizan comúnmente para beber.
• Compuestos disruptores endocrinos ; sustancias químicas que pueden interferir con el sistema endocrino y causar tumores cancerosos , defectos de nacimiento y otros trastornos del desarrollo. ^[6]

Estos contaminantes pueden ser perjudiciales para los seres humanos si beben agua cruda que los contiene o si el agua no se trata adecuadamente antes de su consumo. Los contaminantes también pueden tener un efecto sobre el ecosistema local. Por ejemplo, las sustancias químicas que alteran el sistema endocrino pueden tener efectos nocivos sobre las poblaciones de peces que viven en lagos y ríos naturales . ^[7] Estas crecientes preocupaciones sanitarias han llevado al desarrollo de directrices, como el HACCP ( Análisis de peligros y puntos críticos de control ), para la producción de agua potable segura a partir de aguas residuales y agua cruda, y a la investigación de alternativas sostenibles de suministro de agua. ^{[8] [9]}

El agua cruda se puede utilizar para muchos propósitos, como agua de refrigeración , agua para enjuague y producción química , agua purificada y agua potable . ^[10] Sin embargo, debido a los posibles contaminantes , el agua cruda debe tratarse antes de permitir su uso para consumo humano o industrial. ^[11] Hay varios pasos involucrados en el tratamiento del agua cruda y diferentes métodos en los que puede llevarse a cabo.

La ósmosis inversa se ha utilizado para la producción de agua desmineralizada durante más de 30 años. ^[10] En la ósmosis inversa, el agua se transporta a través de una membrana a alta presión, dejando un producto que consiste principalmente en agua y un concentrado que contiene la mayoría de los demás componentes, como minerales y residuos no deseados . ^[12] Muchos contaminantes, incluidos el hierro , el manganeso , el amonio , los rastros de pesticidas y medicamentos , los microcontaminantes orgánicos y las partículas radiactivas se pueden eliminar solo con la ósmosis inversa. ^{[4] [12]} Esta eficiencia ha hecho que la ósmosis inversa sea el método principal de purificación del agua , que a menudo se utiliza en combinación con otros métodos, como tratamiento final. Una desventaja de la ósmosis inversa es que la eliminación de la mayoría de los minerales del agua puede tener efectos negativos en su sabor. ^[12] A veces se agregan minerales al agua potable que ya fue filtrada para mejorar su sabor.

El método de tratamiento convencional para la purificación del agua es un proceso complejo de varias etapas que se utilizó durante muchos años. ^[10] Generalmente consta de cinco pasos principales. ^[11] Primero, el agua cruda se ajusta para la alcalinidad y el pH con la adición de cal hidratada y dióxido de carbono . Segundo, la materia particulada se congrega con sulfato de aluminio y otros coagulantes , como polímeros , que el agua fluye en una cascada que mezcla los productos químicos y el agua cruda con los coagulantes. Tercero, el agua se mezcla lentamente en clarificadores donde las partículas más grandes se depositan en el fondo y se eliminan periódicamente ( sedimentación ). Cuarto, el agua se dirige desde los clarificadores a los filtros (por ejemplo, antracita y filtro de arena ) para atrapar cualquier partícula más pequeña que sobrevivió al proceso de clarificación. Finalmente, se agrega hidróxido de sodio para ajustar el pH/alcalinidad final, hipoclorito de sodio para la desinfección y flúor para la fluoración . Este proceso se utiliza a menudo como método de pretratamiento, mientras que otros procesos, como la ósmosis inversa, se utilizan para el tratamiento final. ^[10] Una desventaja de este método es el uso de productos químicos, como ozono , floculantes , peróxido de hidrógeno , cal y cloro para el proceso de filtración. ^[10] Estos productos químicos pueden ser peligrosos si se utilizan incorrectamente o si permanecen en el agua después del tratamiento completo. Esto requiere precauciones especiales y cada paso del proceso debe controlarse para lograr un rendimiento general óptimo. ^[10] La necesidad de un sistema de control complejo para el tratamiento convencional puede resultar económicamente costoso. ^[10] Esto ha llevado al desarrollo de métodos alternativos de pretratamiento y tratamiento para el agua cruda.

La ultrafiltración es un proceso de filtración por membrana y proporciona una alternativa al pretratamiento convencional. ^[10] En este método, el agua solo se prefiltra con un filtro de malla común antes de filtrarse a alta presión a través de una membrana, separando el agua de los contaminantes dentro de ella. La ultrafiltración se puede utilizar por sí sola para la purificación del agua o como pretratamiento para la ósmosis inversa. Sus ventajas sobre el pretratamiento convencional incluyen: calidad de agua muy alta independientemente de los contaminantes en el agua cruda inicial, una planta de diseño más simple y más flexible, lo que la hace más fácil de automatizar, menor uso de productos químicos y producto final libre de virus y microorganismos .

El método de filtración de membrana de biopelícula se utiliza para eliminar subproductos químicos dañinos, como NH4+-N, nitrógeno total y materia orgánica disuelta , que podrían formarse a partir de los procesos de desinfección. ^[13] El pretratamiento de biopelícula es un paso necesario para el tratamiento del agua en muchas partes del mundo debido a su bajo costo de operación y efectividad en la eliminación de contaminantes . En este proceso, los microorganismos eliminan contaminantes en aguas crudas y residuales que son dañinos para los humanos, pero nutrientes para ellos. ^{[13] La filtración de reactor} de membrana dinámica de biodiatomita combina tecnología de membrana dinámica para el tratamiento de aguas residuales y colonias microbianas que forman partículas de diatomita para purificar el agua. ^[14] Estos métodos se están desarrollando en China como parte de abordar los problemas de contaminación del país .

La turbidez es el grado de turbidez o neblina que presenta el agua debido a la presencia de partículas suspendidas . Cuantas más partículas suspendidas haya, mayor será la turbidez. La turbidez se utiliza para medir visualmente la calidad del agua, siendo más común en el agua cruda sin filtrar. ^[15] La turbidez elevada en el agua cruda puede deberse a: ^[15]

• Aumento del caudal debido a las fuertes lluvias
• Renovación primaveral de las masas de agua
• Erosión bancaria
• Resuspensión de sedimentos en zonas someras
• Aumento temporal de las zonas más turbias

Durante los picos de alta turbidez, los patógenos se encuentran con mayor frecuencia en el agua cruda. Esto puede contribuir a la propagación de enfermedades . ^[16] Cuando la turbidez aumenta, también aumentan las visitas al hospital notificadas por personas mayores (65+) con enfermedades gastrointestinales. Incluso los lugares con sistemas de filtración de agua que cumplen con las normas pueden tener una endemia de enfermedades gastrointestinales o enfermedades infecciosas transmitidas por el agua . Las personas hospitalizadas representan un pequeño porcentaje de la morbilidad total causada por estas enfermedades. ^[9]

El control de las tierras que rodean los depósitos de agua cruda y otras fuentes es fundamental para reducir la turbidez. Las zonas de alta resuspensión de sedimentos y erosión deben ser atendidas con regularidad, y se necesitan filtros y otros dispositivos para atrapar las partículas suspendidas. Los filtros que atrapan partículas y residuos deben limpiarse constantemente. El lavado de las bombas de agua debe realizarse cuando la demanda es menor. Esto da tiempo para que el agua se asiente y reduzca la turbidez antes de que sea necesaria en grandes cantidades. "La reducción de la turbidez se logra mejor cuando el agua pasa por una serie de métodos de tratamiento químico y físico antes de llegar al filtro". ^[17]

Alrededor de 2017, el agua de manantial sin tratar, descrita como agua cruda "naturalmente probiótica", se convirtió en un producto comercial distribuido a través de tiendas de alimentos naturales, pero los expertos han planteado preocupaciones de salud pública sobre la posible aparición de bacterias dañinas, virus y parásitos como Giardia . Los productos están asociados con una dieta de moda de " ayuno de agua cruda ", ^{[18] [19]} que, según se informa, encuentra aceptación entre la "élite consciente de la salud" de Silicon Valley , incluidas figuras como el fundador vegano crudo de Juicero , Doug Evens. ^{[20] [21] Un médico comparó el} rechazo del movimiento a la ciencia establecida con el movimiento antivacunas . ^[22] Una empresa de agua cruda en los Estados Unidos incluso ha afirmado que los métodos utilizados por los productores de agua embotellada y de manantial podrían cambiar la estructura molecular del agua . ^{[23] [24]}

La moda fue objeto de burlas en The Daily Show en abril de 2018 en un segmento que incluía una entrevista con Marion Nestle . ^{[25] [26]}

• Portal del agua
• Agua subterránea
• Aguas residuales
• Agua de lluvia
• Conservación del agua

• Clark, JA; et al. (1982). "Caracterización de bacterias indicadoras en muestras de agua cruda municipal, agua potable y agua corriente nueva". Revista Canadiense de Microbiología . 28 (9): 1002–1013. doi :10.1139/m82-150. PMID  6754044.
• LeChevallier, MW; et al. (noviembre de 1980). "Enumeración y caracterización de bacterias de recuento estándar en placa en suministros de agua clorada y cruda". Microbiología Aplicada y Ambiental . 40 (5): 922–930. Bibcode :1980ApEnM..40..922L. doi :10.1128/AEM.40.5.922-930.1980. PMC  291691 . PMID  7447444.